[發(fā)明專利]氫燃料電池系統(tǒng)冷卻回路大循環(huán)小循環(huán)切換控制方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010098094.6
• 申請(qǐng)日: 2020-02-18
• 公開（公告）號(hào): CN111370736A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉麥克;全琎;熊熒;全睿;肖慧鵬;吳漢軍;全歡;全書海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢海億新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/04298
• 分類號(hào): H01M8/04298;H01M8/0432;H01M8/04992
• 代理公司: 北京聯(lián)瑞聯(lián)豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11411
• 代理人: 黃冠華

本發(fā)明公開了一種氫燃料電池系統(tǒng)冷卻回路大循環(huán)小循環(huán)切換控制方法及裝置，包括：步驟S1，系統(tǒng)初始化；步驟S2，氫燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行，氫燃料電池堆(2)工作，氫燃料電池控制器(1)輸出信號(hào)c控制循環(huán)水泵(5)于初始狀態(tài)工作，電磁三通閥(3)保持1號(hào)口與3號(hào)口聯(lián)通，2號(hào)口與3號(hào)口不聯(lián)通的小循環(huán)初始狀態(tài)；步驟S3，冷卻回路控制定時(shí)器計(jì)時(shí)等；本發(fā)明提出了一種靈活、穩(wěn)定可靠的氫燃料電池系統(tǒng)冷卻大小循環(huán)切換控制方法，結(jié)合了節(jié)溫閥調(diào)節(jié)穩(wěn)定和電動(dòng)閥受控性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，提高了匹配不同工作環(huán)境需求的電堆的靈活性，解決了節(jié)溫閥靈活性和受控性較差，電動(dòng)閥調(diào)節(jié)不夠穩(wěn)定的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氫燃料技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地，涉及一種氫燃料電池系統(tǒng)冷卻回路大循環(huán)小循環(huán)切換控制方法及裝置。

背景技術(shù)

隨著世界經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，汽車總量不斷攀升，全球能源需求日益增長，環(huán)境問題愈發(fā)嚴(yán)重，清潔環(huán)保、節(jié)能高效的新能源越來越受到人們重視，新能源技術(shù)的應(yīng)用為能源和環(huán)境問題提供了一個(gè)很好的解決方案。其中，氫燃料電池因?yàn)槠渚哂辛阄廴尽⒌驮胍簟⒏咝省⑷剂虾控S富等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為新能源汽車發(fā)展方向之一。

氫燃料電池系統(tǒng)是一個(gè)涉及“氣-水-電-熱-力”耦合的復(fù)雜系統(tǒng)，包含反應(yīng)劑供給系統(tǒng)、冷卻循環(huán)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等，各系統(tǒng)各司其職，協(xié)調(diào)工作，為氫燃料電池系統(tǒng)創(chuàng)造最佳的運(yùn)行環(huán)境，使系統(tǒng)安全可靠、高效穩(wěn)定的運(yùn)行。

氫燃料電池在進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱，過熱會(huì)導(dǎo)致氫燃料電池堆高溫?zé)龎模绻麥囟冗^低，會(huì)導(dǎo)致氫燃料電池性能下降，因此需要通過冷卻系統(tǒng)對(duì)溫度進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，以保證氫燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和高效性。其中冷卻系統(tǒng)涉及大小循環(huán)冷卻回路的切換以適應(yīng)不同功率等級(jí)溫度調(diào)控，然而現(xiàn)有的大小循環(huán)采用節(jié)溫閥切換方案缺乏靈活性和受控性，給系統(tǒng)控制帶來不便，而采用的電動(dòng)閥切換方案雖然靈活方便，但缺乏節(jié)溫閥的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種氫燃料電池系統(tǒng)冷卻回路大循環(huán)小循環(huán)切換控制方法及裝置，結(jié)合了節(jié)溫閥調(diào)節(jié)穩(wěn)定和電動(dòng)閥受控性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，提高了匹配不同工作環(huán)境需求的電堆的靈活性，解決了節(jié)溫閥靈活性和受控性較差，電動(dòng)閥調(diào)節(jié)不夠穩(wěn)定的問題。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種氫燃料電池系統(tǒng)冷卻回路大循環(huán)小循環(huán)切換控制方法，包括：

步驟S1，系統(tǒng)初始化；

步驟S2，氫燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行，氫燃料電池堆(2)工作，氫燃料電池控制器(1)輸出信號(hào)c控制循環(huán)水泵(5)于初始狀態(tài)工作，電磁三通閥(3)保持1號(hào)口與3號(hào)口聯(lián)通，2號(hào)口與3號(hào)口不聯(lián)通的小循環(huán)初始狀態(tài)；

步驟S3，冷卻回路控制定時(shí)器計(jì)時(shí)；

步驟S4，判斷定時(shí)器計(jì)時(shí)是否到達(dá)預(yù)設(shè)時(shí)間tn，若不是則進(jìn)入步驟S3繼續(xù)計(jì)時(shí)，若計(jì)時(shí)到達(dá)tn則進(jìn)入S5；

步驟S5，氫燃料電池控制器(1)采集溫度信號(hào)t1、t2、t3和電磁三通閥(3)開度反饋信號(hào)u2，并結(jié)合氫燃料電池堆當(dāng)前工作功率p，計(jì)算輸出控制信號(hào)c調(diào)節(jié)循環(huán)水泵(5)轉(zhuǎn)速；

步驟S6，判斷氫燃料電池堆(2)入口溫度t1或出口溫度t2是否小于氫燃料電池堆最高限定溫度，若小于則進(jìn)入步驟S7，否則進(jìn)入S8；

步驟S7，判斷氫燃料電池堆(2)入口溫度t1是否大于氫燃料電池堆(2)最佳工作溫度，并且氫燃料電池堆(2)入口溫度t1減去預(yù)設(shè)溫差ΔT1是否小于散熱器(4)出口溫度t3，如果是則進(jìn)入步驟S8，否則進(jìn)入步驟S9；

步驟S8，電磁三通閥(3)完全切換到大循環(huán)回路，即2號(hào)口與3號(hào)口聯(lián)通，1號(hào)口與3號(hào)口不聯(lián)通；

步驟S9，判斷氫燃料電池堆(2)最佳工作溫度減去預(yù)設(shè)溫差ΔT2是否大于氫燃料電池堆(2)入口溫度t1，若是則進(jìn)入步驟S10，否則進(jìn)入步驟S12；